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物理实验教学设计方案

一、实验设计理念

本实验教学设计以新课程标准为指导，注重学生核心素养的培养，特别是科学探究能力与科学态度的养成。通过引导学生亲历“提出问题—猜想与假设—设计实验—进行实验与收集证据—分析与论证—评估—交流与合作”的完整科学探究过程，使学生在主动参与中建构物理知识，理解科学研究方法。本设计强调学生的主体地位，鼓励学生大胆质疑、积极思考、动手实践，旨在将抽象的物理概念转化为可感知的实验现象，从而深化对滑动摩擦力本质及其影响因素的理解，并初步形成控制变量的科学思维方法。

二、实验教学目标

（一）知识与技能

1.能准确描述滑动摩擦力的定义，知道其方向与相对运动方向的关系。

2.通过实验探究，得出影响滑动摩擦力大小的两个主要因素：接触面所受的压力和接触面的粗糙程度。

3.初步学会使用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小，掌握用“二力平衡”原理间接测量摩擦力的方法。

（二）过程与方法

1.经历探究滑动摩擦力影响因素的完整过程，体验科学探究的基本步骤。

2.在实验设计中，学习并运用“控制变量法”这一重要的科学研究方法。

3.培养观察、记录、分析实验现象和处理实验数据的能力。

4.学习从实验数据中归纳总结，形成结论，并对结论进行初步评估。

（三）情感态度与价值观

1.通过亲自动手实验，激发对物理现象的好奇心和探究欲望，培养学习物理的兴趣。

2.在探究过程中，体验合作与交流的重要性，培养团队协作精神。

3.培养实事求是的科学态度，尊重实验事实，勇于修正错误，敢于提出不同见解。

4.认识到物理知识在生活中的广泛应用，体会科学探究对人类认识世界的重要意义。

三、实验教学重点与难点

（一）教学重点

1.探究影响滑动摩擦力大小的因素（压力大小和接触面粗糙程度）。

2.理解并运用控制变量法设计实验。

3.掌握用弹簧测力计水平匀速拉动木块测量滑动摩擦力的方法。

（二）教学难点

1.如何引导学生提出合理的猜想与假设。

2.实验操作中，如何保证木块在水平方向上做匀速直线运动，以确保弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。

3.对实验数据的分析、处理，并从中得出科学结论。

四、实验教学准备

（一）教师准备

1.实验器材：

*弹簧测力计（量程合适，已校准）若干

*长方体木块（表面光滑程度一致）若干

*砝码（或其他已知质量的重物）若干

*不同粗糙程度的接触面材料（如：光滑木板、粗糙木板、毛巾、砂纸等）若干

*水平实验桌面

*（可选）斜面、小车（用于引入摩擦力概念）

2.教学资源：PPT课件（包含实验背景、问题、注意事项等）、相关视频（如生活中的摩擦现象）。

3.安全预案：检查实验器材的安全性，提醒学生注意砝码拿取规范，防止掉落。

（二）学生准备

1.预习本节相关内容，回顾力的测量、二力平衡等前置知识。

2.思考生活中与摩擦力相关的现象，带着问题进入课堂。

3.准备实验记录本、笔。

五、实验教学过程

（一）创设情境，引入新课（约5分钟）

1.演示或提问：教师可演示推桌子（未推动和推动两种情况），或播放一段关于滑雪、汽车刹车、搬运货物的视频片段，引导学生观察并思考：“为什么用力推桌子，桌子才会动？为什么汽车刹车后会慢慢停下来？”

2.引出概念：在学生讨论的基础上，教师点明“摩擦力”的存在，并进一步聚焦“滑动摩擦力”——当一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对滑动的力。

3.提出问题：“滑动摩擦力在我们生活中无处不在，那么它的大小可能与哪些因素有关呢？我们如何来研究它？”从而自然过渡到实验探究环节。

（二）提出问题，作出猜想（约8分钟）

1.引导提问：教师引导学生明确本实验要探究的核心问题：“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？”

2.鼓励猜想：组织学生结合生活经验进行头脑风暴，鼓励他们大胆提出自己的猜想。例如：

*“可能与物体的轻重有关（即压力大小）？”（如：推重箱子比推轻箱子费力）

*“可能与接触面的光滑程度有关？”（如：在冰面上走路容易滑倒）

*“可能与物体运动的速度有关？”

*“可能与接触面积的大小有关？”

3.梳理猜想：教师将学生提出的各种猜想记录在黑板上，并引导学生对这些猜想进行初步的筛选和归类，明确本节课主要探究的方向（如压力、接触面粗糙程度，可根据实际情况加入或排除其他因素）。

（三）设计方案，进行实验（约25分钟）

1.方法指导——控制变量法：

*教师提问：“如果我们要研究滑动摩擦力与压力的关系，应该怎么做？如果要研究它与接触面粗糙程度的关系，又该怎么做？”

*引导学生理解：当一个物理量可能与多个因素有关时，我们通常采用“控